能夠產生連續電弧的1kV電源

設計一種能夠產生連續電弧的高壓開關電源可能是具有挑戰性的。這種小巧高效的開關電源在輸出功率為 20W 時可輸出 1kV電壓，并能耐受連續電?。炊搪罚▓D 1）。它使用標準的市售元件。使用R1將開關穩壓控制器LTC1871設定在120kHz的額定工作頻率。該電路像間斷式回掃電路一樣工作，在 C1上產生 333V 電壓。二極管/電容器電荷泵倍增器把該電壓升高到三倍，在輸出端產生1000V 電壓。圖 2 示出了該電路產生的開關波形。當初級開關 Q1 導通時，輸出整流器被反向偏置，能量存儲于變壓器 T1 中。當 Q1 截止時，能量傳輸到次級線圈，C2 和 C3 通過整流器提高輸出電壓。初級電壓升高，并通過變壓器和整流器 D1 箝位為C1上的電壓。變壓器耦合良好，所以漏電感幾乎不會造成電壓尖脈沖。跨接在初級線圈上的小型 RC阻尼器可衰減阻尼振蕩，并降低 EMI（電磁干擾）。

為了起到限流保護作用，圖 1 所示電路包含兩個有源電路和一個無源元件。電流檢測電阻器 R2 上的電壓把峰值初級電流限制在 7.5A。Q2起次級限流作用。請注意 圖2中波形2的電流上升前沿上的凸起。該凸起與波形 4 中 R3 兩端電壓正偏移一致，它是 C2 和 C3 的刷新電流。當電路過載時，這一電流凸起大得足以增強 Q2，從而折返負載電流（圖 3）。硬短路造成的功率耗散相對較低。不用Q2來進行次級限流的 ，就 會導致短路電流和內部功耗大大增加，從而導致初級開關 Q1失效。R4為電源提供負載阻抗。

該負載有助于限制倍增器電容器和二極管中的峰值電流應力。不要降低 R4的額定功率，因為連續弧期間的功耗可能很大。假如 R4未能斷開，反饋電路就會強制進行一個完整的工作周期，帶來災難性后果。R4的值太低可能招致電路燒毀和數小時的調試工作。電弧是最令人緊張的，輸出電容器不斷地充電和放電（圖 4）。作為最終的品質因數，電路的效率很高（圖 5）。在 12V 輸入電壓和 20W 滿負載時，效率達到 87.3%，并在 24W 過載時升高到 87.7%。

那么，該電路適合哪些應用呢？也許適用于電池供電的滅蟲器。并且，正如把火線掠過接地的檔案柜一樣，這是一種很棒的工具，可以用來使生產車間里收聽調幅電臺的人聽不清節目。該電路大概還不能提供足夠大的能量，無法用作等離子體切割機的離子發生器，但我認識的一位工程師愿意試一試。該電路的一個老版本使用了單片開關電源，并使用了適合于香蕉形插接件的材料，能產生明亮的橙色光和足夠的熱量（還有大量的臭氧），從而引發將它用作滅火器想法。

作者:Robert Sheehan，Linear Technology，Milpitas，CA